EP1013597A1

EP1013597A1 - Getriebelose Antriebsvorrichtung für ein Hebezeug

Info

Publication number: EP1013597A1
Application number: EP98123848A
Authority: EP
Inventors: Hubert Fischer
Original assignee: Wittur AG
Current assignee: Wittur AG
Priority date: 1998-12-15
Filing date: 1998-12-15
Publication date: 2000-06-28
Also published as: AU1980200A; DE19982684D2; WO2000035799A1

Abstract

Eine getriebelose Antriebsvorrichtung für ein Hebezeug, insbesondere für einen Aufzug, mit einem Motor 6, einer Bremse 4 und einer Treibscheibe 2 sowie einem Gehäuse 8 zeichnet sich dadurch aus, daß in dem Gehäuse 8 der Motor 6 und die Bremse 4 zusammen angeordnet sind. Die Welle ist mittels einer Lagerhülse 27 und Lagern 34, 35 in einer stirnseitigen Gehäuseöffnung 36 an dem Gehäuse 8 freitragend gelagert. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine getriebelose Antriebsvorrichtung für ein Hebezeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Durch die EP 0 706 968 ist eine Antriebsvorrichtung für ein Hebezeug bekannt geworden, welche einen einfachen Aufbau und eine geringe Baulänge aufweist, wodurch niedrige Massenkräfte erzeugt werden. Der Motor und das Getriebe können freitragend an das als Ständer dienende Bremsgehäuse angeflanscht werden, das damit als einziges Bauteil an dem Fundament festgelegt werden muß. Diese Lösung hat sich an sich gut bewährt, wünschenswert ist allerdings eine weitere konstruktive Vereinfachung der Art, daß sieh bei (gegebenenfalls extrem) kompakter Bauweise kürzere Montagezeiten zum Zusammenbau der Antriebseinheiten und/oder beim Einbau der Antriebseinheit in einen Aufzug ergeben und daß Bauteile eingespart werden. Die Erfindung zielt darauf ab, dieses Problem zu lösen.

Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Es wird eine Antriebsvorrichtung geschaffen, die sich gegenüber dem Stand der Technik dadurch auszeichnet, daß in dem Gehäuse der Antriebsvorrichtung sowohl der Motor als auch die Bremseinrichtung (vorzugsweise einschließlich der Lagerung der durchgehenden Antriebswelle) zusammen untergebracht sind. Dies ist bei dem Gegenstand der EP 0 706 968 nicht der Fall, denn der Motor wird hier nebst seinem Gehäuse an ein separates Bremsgehäuse angeflanscht, welches auch als Ständer der gesamten Antriebseinheit dient. Die Erfindung geht einen anderen Weg, denn sie

spart" eines der Gehäuse ein und integriert stattdessen Bremse und Motor in einer einzigen Konstruktion, wobei in vorteilhafter Weise die durchgehende Welle nicht mittels des Getriebes gelagert wird, sondern mittels einer Lagerhülse, der in eine stirnseitige Öffnung des Gehäuses eingesetzt und an diesem befestigt ist. Der besondere Vorteil dieses Aufbaus ergibt sich aus der Vereinfachung der Montage der Antriebsvorrichtung im Werk und dem reduzierten erforderlichen Bauraum in einem Aufzug. Ferner werden Bauteile eingespart. Im Nachrüstfall ist der vorhandene Einbauraum oftmals sehr beengt. Bei einem Ersatz eines Schneckengetriebes muß z. B. ein Planetengetriebe in axialer Richtung der Treibscheibe passen, also 90° zum vorhandenen Getriebe ausgerichtet sein. Bei der vorliegenden Erfindung entfallen diese Probleme.

Eine weitere vorteilhafte Variante der Erfindung integriert ferner Bremse und Lüfter und/oder Rotorhülse zu einer Einheit. Das Gehäuse kann bei dieser Lösung nach Art des Anspruchs 1 oder einem der übrigen Unteransprüche oder nach konventioneller Bauweise ausgestaltet werden. Bremse und Lüfter lassen sich besonders einfach dadurch zusammenfassen, daß an dem Bremskörper nach Art einer Trommel oder Scheibe Lüfterflügel angeformt werden. Optional oder alternativ wird ferner eine (topfartige) Rotorhülse an der Bremstrommel angeordnet (z. B. angeformt).

Durch die Verlegung der Lüfterflügel nach außen" ist es möglich, daß die Statorwicklung wesentlich in den Innenraum der Bremstrommel ragt, um auf diese Weise die Baulänge zu reduzieren. Die Vereinigung von Bremstrommel und Rotorhülse zu einem Gußteil/Formteil führt zu einer Verringerung der Bearbeitungs- und Montagekosten und zu einer Verkürzung der Antriebswelle. Bei einigen Baugrößen kann sogar das Stützlager am Wellenende wegfallen, was zu einer weiteren Reduzierung der Kosten und der Baulänge beiträgt.

Weitere vorteilhafte Varianten der Erfindung ergeben sich dadurch, daß eine durchgehende Welle sowohl zur Lagerung des Motors als auch zur Lagerung des Bremskörpers am Gehäuse gelagert ist.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, als Motor einen Elektromotor mit wenigstens einem Stator und wenigstens einem Rotor vorzusehen, der (im Verhältnis zu den sonstigen Abmessungen der Antriebsvorrichtung) in flacher Bauweise ausgeführt und gegenüber" von der Bremstrommel (auch stufenlos ausführbar) auf der Welle angeordnet ist. Dabei wird beispielsweise der Rotor des Elektromotors auf der (topfartigen) Außenwand der Bremstrommel und der Stator an der Innenwand des Gehäuses angeordnet. Damit dient die Bremstrommel als gleichzeitige Trägerhülse für den Rotor, was die Möglichkeit eröffnet, den Gesamtdurchmesser und die Achshöhe des Antriebes zu verringern. Dies ist beispielsweise bei Anwendungen vorteilhaft, bei welchen die Baulänge" der Antriebsvorrichtung weniger kritisch ist. Realisierbar ist derart vor allem ein hohes Drehmoment bei kleinem Rotordurchmesser. Die Statorwicklung des Motors kann dabei in vorteilhafter Weise in die Bremstrommel hineinragen, um Baulänge zu sparen.

In vorteilhafter Weise können der Elektromotor auf einer axialen Verlängerung der Bremstrommel, insbesondere in einem stufenartigen Ansatz, und der Stator radial innerhalb des Ansatzes im Gehäuse angeordnet sein. Ist gewünscht, die Motorleistung zu erhöhen, ist eine Kombination beider Ausführungen denkbar, d. h., daß Rotoren an der radialen Außenseite als auch an der radialen Innenseite der axialen Verlängerung der Bremstrommel und an der Innenseite des Gehäuses bzw. an einem an einem Gehäusedeckel befestigten Träger gelagerte Statoren vorgesehen sind.

Zur Befestigung des Gehäuses dient in vorteilhafter Weise eine Montagekonsole, die an einer geeigneten Unterkonstruktion befestigt ist, und eine konkave Aufnahme besitzt, in welcher das an seiner Außenseite rotationssymmetrisch ausgebildete Gehäuse aufgenommen wird. Hierdurch wird die Montage vereinfacht, da der Motor in der konkaven Aufnahme um seine Längsachse herum drehbar ist und damit einstellbar, um an die Lage von Kabelanschlüssen angepaßt zu werden. Zu diesem Zweck besitzt das Gehäuse in einer radialen Ebene der Gehäusewandung Schlitze, durch welche Beläge bzw. Belagträger der Backenbremshebel auf die Außenseite der Bremstrommel anstellbar sind. Diese Schlitze besitzen eine etwas größere Längsstreckung als die Bremsbeläge, so daß das Gehäuse in gewissen Grenzen um seine Längsachse rotierbar ist. Es ist aber auch denkbar, daß in der Radialebene des Gehäuses Segmentschlitze vorgesehen sind, in welche die Bremsbeläge bzw. Bremsbelagträger nach einer entsprechenden Verdrehung des Gehäuses einführbar sind.

Zusammengefaßt ergibt sich durch die neue Gehäusekonstruktion eine deutliche Montagezeitverkürzung und eine bauliche Anpassungsfähigkeit und konstruktive Vereinfachung mit den Folgen einer Materialersparnis und einer Verringerung der Baugröße (beispielsweise durch Einsparung von Elementen wie Wellenverschraubungen, Endlager der Antriebswelle und Lüftereinheit sowie Einsparung der Getriebeeinheit).

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel für eine getriebelose Antriebsvorrichtung für ein Hebezeug ist vorgesehen, daß der oder die Motoren direkt auf der Antriebswelle gelagert sind und daß die Bremstrommel an der Treibscheibe angeformt ist, wobei sie das Motorgehäuse an der Außenseite teilweise übergreift. Diese Konstruktion bietet eine besonders kompakte Bauweise der Antriebsvorrichtung.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig. 1: eine schematische Teilschnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung;
Fig. 2: eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung;
Fig. 3: eine Darstellung der Bremstrommel gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1;
Fig. 4: eine Darstellung der Bremstrommel aus gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2;
Fig. 5: eine Teilschnittansicht durch ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung;
Fig. 6: eine Schnittansicht entlang der Linie A - B nach Fig. 5,
Fig. 7: eine Teilschnittansicht A - B nach Fig. 8 einer besonders kompakt aufgebauten getriebelosen Antriebsvorrichtung, und
Fig. 8: eine Stirnseitenansicht der in Fig. 7 gezeigten Antriebsvorrichung.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Antriebseinheit 1 für einen Aufzug mit den Grundbauteilen Treibscheibe 2, Bremse 4, Motor 6, die gleichachsig auf einer Antriebswelle 7 angeordnet sind. Das Gehäuse 8 umschließt die Bremse 4 und den Motor 6 und trägt die Treibscheibe 2 für die nicht dargestellten Seile eines Aufzuges.

Das Gehäuse 8 ist auf einem nicht dargestellten Fundament verankert. Die Treibscheibe 2 ist auf dem Abtriebsflansch 3 der Welle 7 gelagert.

Die Bremse 4 weist einen Bremskörper 10 nach Art einer gegossenen Bremstrommel auf, an der die Lüfterflügel 12 und eine Rotorhülse 14 für den Rotor 16 des Elektromotors (mit Rotor 16 und Stator 18) angeformt sind (siehe auch Fig. 3). Die Statorwicklungen greifen in die Bremstrommel 4 ein, welche beispielsweise an ihrer axialen Außenfläche Lüftungsöffnungen 19 aufweist (siehe Fig. 3). Dreht sich der Rotor 16 mit der Welle 7, dann dreht sich auch die Bremstrommel 10 nebst Lüfterflügeln 12, und die angeformten Lüfterflügel 12 realisieren in unkomplizierter Weise die Kühlung des Elektromotors 6, was durch Pfeile schematisch angedeutet ist. Der Luftstrom kann durch Schlitze 5 aus dem Gehäuse austreten.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, als Elektromotor 6 einen Permanentmagnetmotor einzusetzen, der in besonders flacher Bauweise nach Art eines Scheibenmotors ausgeführt ist. Eine derartige Lösung ist in Fig. 2 dargestellt. Die entspricht in ihrer Funktion dem Gegenstand der Fig. 1, erlaubt aber eine kürzere Baulänge (in Richtung der Antriebswelle) bei gleichzeitiger Vergrößerung des Motordurchmessers. Der Rotor 16 des Permanentmagnetmotors ist hier auf einem stufenartig nach außen versetzten Ansatz 20 mit größerem Durchmesser als dem Durchmesser der Trommel 10 auf das Außenwandung der Bremse 4' und der Stator wiederum auf der Innenwandung des Gehäuses 8 angeordnet. Das Gehäuse weist eine deutliche Stufung 22 auf, um den Motor unterzubringen, ist aber im Brems- und Motorbereich einstückig ausgebildet. Ein Fußelement 23 ermöglicht die Montage auf dem nicht dargestellten Fundament.

Im unteren Teil der Fig. 2 ist eine weitere Motoreinheit aus Rotor 16a und Stator 18a vorgesehen, die entweder alternativ zu der im oberen Bereich der Fig. 2 gezeigten Motoreinheit oder zusätzlich vorgesehen sein kann. Dabei ist der Rotor 16a auf einer axialen Verlängerung 20a der Bremse 4' (ähnlich dem Ansatz 20) gelagert, während der Stator 18a auf einem Träger 32 befestigt ist, welcher seinerseits am Gehäusedeckel 25 des Gehäuses 8 montiert ist.

Mit der Bezugsziffer 33 ist ein Tachometer bezeichnet, der entweder an der Innenseite des Gehäusedeckels 25 bzw. an der Außenseite befestigt sein kann. Er hat keine tragende Funktion für die durchgehende Welle 7, welche ausschließlich mittels einer Lagerhülse 27 und Lagern 34 bzw. 35 in einer stirnseitigen Gehäuseöffnung 36 des Gehäuses 8 gelagert ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind auf der Rotorhülse 26 bzw. an der Inneseite des Gehäuses 8 zwei Motoren hintereinander gelagert, um eine Leistungssteigerung zu erzielen. Die Statorwicklung des in Bezug auf die Fig. 5 rechten Stators greift wiederum in die Bremstrommel der Bremse 4 ein.

Das Motorgehäuse 8, welches an seiner Außenseite rotationssymmetrisch ausgebildet ist, wird mittels einer Montagekonsole 29 auf einem nicht dargestellten Fundament abgestützt. Diese Montagekonsole 29 besitzt eine konkave Aufnahme 28, die es ermöglicht, daß das Gehäuse 8 um seine Längsachse verdrehbar ist, wodurch die Montage von Anschlußkabeln wesentlich erleichtert wird.

Aus Fig. 5 ist zu entnehmen, daß die Bremsbackenhebel 30 Bremsbeläge 31 tragen, welche durch Schlitze 37 im Gehäuse hindurchgreifen und somit gegen den Außenumfang der Bremstrommel der Bremse 4 anstellbar sind. Die Schlitze 37 sind dabei in ihrer Längserstreckung etwas größer als die entsprechenden Bremsbeläge 31 der Bremsbackenhebel 30 ausgebildet, so daß das Gehäuse in gewissen Grenzen um seine Längsachse verdrehbar ist. Es ist aber auch denkbar, daß Schlitzsegmente vorgesehen sind, welche den entsprechenden Bremsbelagsegmenten der Bremsbackenhebel nach Verdrehung des Gehäuses in eine geeignete Position zugeordnet werden können. In der Fig. 6 ist die Treibscheibe 2 nicht dargestellt.

In den Fig. 7 und 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine besonders kompakt aufgebaute getriebelose Antriebsvorrichtung dargestellt. Wie zu erkennen ist, sind die Motoren 6' unmittelbar auf der Antriebswelle 7' angeordnet, während die Bremstrommel 10' der Bremse 4' an die Treibscheibe 2' unmittelbar angeformt ist, und das Gehäuse 8' bzw. 8'' teilweise übergreift. Der Bremsbackenhebel 30' wirkt mit seinem Bremsbelag 31' unmittelbar auf die Bremstrommel 10' ein.

In der Fig. 7 ist das Gehäuse 8' mit ausgezogenen Linien dargestellt, während das Gehäuse 8'' gestrichelt dargestellt ist. Das heißt, daß bei gleicher Lagerungskonstruktion unterschiedliche Motordurchmesser zum Einsatz kommen können.

Aus der Fig. 7 ist ferner zu entnehmen, daß auf die Rotorhülse verzichtet wurde. Durch den Wegfall der Rotorhülse mit den Lüfterblättern und durch die Überlagering der Bremstrommel über dem Gehäuse wird axial erheblicher Raum gespart. Auf die Lüfterflügel 12 kann bei sehr niedrigen Drehzahlen (etwa 150 bis 400 U/min) verzichtet werden, da die Wirkung, wenn nicht eine entsprechende Flügelfläche zur Verfügung steht, gering ist. Soll sehr kompakt gebaut werden, würde die Flügelfläche verhältnismäßig klein ausfallen und hätte kaum Wirkung. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 wurde daher auf den Einsatz der Rotorhülse verzichtet.

Bezugszeichenliste

Antriebsvorrichtung: 1
Treibscheibe: 2, 2'
Antriebsflansch: 3, 3'
Bremse: 4, 4'
Schlitze: 5
Motor: 6, 6'
Antriebswelle: 7, 7'
Gehäuse: 8, 8', 8''
Bremstrommel: 10, 10'
Lüfterflügel: 12
Rotorhülse: 14
Rotor: 16, 16a
Stator: 18, 18a
Lüftungsöffnungen: 19
Ansatz: 20
Verlängerung: 20a
Stufung: 22
Fußelement: 23
Gehäusedeckel: 25
Rotorhülse: 26
Lagerhülse: 27, 27'
Aufnahme: 28, 28'
Montagekonsole: 29, 29'
Bremsbackenhebel: 30, 30'
Bremsbelag: 31, 31'
Träger: 32
Tachometer: 33
Lager: 34, 35
Gehäuseöffnung: 36
Schlitze: 37

Claims

Getriebelose Antriebsvorrichtung für ein Hebezeug, insbesondere für einen Aufzug, mit wenigstens einem Motor (6), einer Bremseinrichtung (4) und einem Gehäuse (8),
dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (8) sowohl der Motor (6) als auch die Bremseinrichtung (4) zusammen untergebracht ist.
Antriebsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung (4) einen Bremskörper nach Art einer Trommel (10) aufweist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Bremstrommel (10) Lüfterflügel (12) angeordnet sind.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Bremstrommel (10) eine Rotorhülse (14) angeordnet ist.
Antriebevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremstrommel (10) und die Rotorhülse (14) als einstückiges Form/Gußteil ausgebildet sind.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine durchgehende Antriebswelle (7) vorgesehen ist, auf welcher der Motor (6) als auch der Bremskörper (10) innerhalb des Gehäuses (8) gelagert sind.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (7) ausschließlich am Gehäuse (8) gelagert ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (7) in einer Lagerhülse (27) gelagert ist, die in eine stirnseitige Gehäuseöffnung eingesetzt und an dem Gehäuse (8) befestigt ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein Elektromotor (6) mit wenigstens einem Stator (18) und wenigstens einem Rotor (16) ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorwicklung (18) des Motors (6) in die Bremstrommel (10) ragt.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor ein als Scheibenmotor ausgebildeter Permanentmagnetmotor (6; 16, 18; 16a, 18a) ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor bzw. die Rotoren (16) auf der Rotorhülse (14) gelagert ist/sind.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (16) an der radialen Außenseite einer axialen Verlängerung der Bremstrommel (4), insbesondere auf einem stufenartigen Ansatz (20), und der Stator (18) an der gegenüberliegenden Innenwandung des Gehäuses (8) angeordnet sind.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (16a) an der radialen Innenseite einer axialen Verlängerung der Bremstrommel (4), insbesondere in einem stufenartigen Ansatz (20a), und der Stator (18a) radial innerhalb des Ansatzes im Gehäuse (8) angeordnet sind.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Motorleistung an der radialen Außenseite als auch an der radialen Innenseite der axialen Verlängerung der Bremstrommel (4) Rotoren (16, 16a) und an der Innenseite des Gehäuses bzw. an einem an einem Gehäusedeckel (25) befestigten Träger (32) gelagerte Statoren vorgesehen sind.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse an seiner Außenseite rotationssymmetrisch ausgestaltet und in einer konkaven Aufnahme (28) einer Montagekonsole (29) o. dgl. um seine Achse verdrehbar gelagert und arretierbar ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Montagekonsole (29) einzeln oder paarweise horizontal oder vertikal an einer Unterkonstruktion montierbar ist.